F - II - 1 Les données hydro-météo
Le bassin versant de Megève est instrumenté depuis 2009 et le projet européen Alp-Water-Scarce. Le projet C3-Alps dans lequel s’inscrit cette thèse a poursuivi les travaux menés pendant Alp-Water-Scarce et à donc entretenu le relevé de données sur le bassin versant de Megève. Enfin, le projet Recharge-Green, sur le potentiel d’utilisation des énergies renouvelables a aussi contribué à l’analyse des données disponibles sur Megève. Le jeu de données utilisé pour C3-Alps est le même que celui utilisé par Recharge-Green. Ainsi par commodité nous reproduirons les
graphes présentés dans le rapport [Tenevia, 2012] réalisé pour le compte-rendu de
Recharge-Green.
Le réseau de mesures hydro-météorologiques mis en place sur le bassin de versant de Megève comprend 5 stations hydrométriques, 2 appareils photograpiques utilisés pour estimer la quantité de neige, 4 stations météorologiques enregistrant les températures et les précipitations et enfin 8 capteurs de température de type iButton. L’ensemble de ces données sont utilisées pour construire le modèle hydrologique utilisé dans le module représentant le milieu naturel.
La figureF.5présente le bilan de trois années de mesures de 2009 à 2012 sur le bassin versant
de Megève. Ces données montrent qu’en moyenne les 3 mois d’hiver (décembre, janvier, février) enregistrent des températures négatives favorisant l’accumulation de neige dans le bassin versant. Parallèlement les précipitations de janvier, février et mars sont les plus faibles de la période enregistrée. Le mois de décembre présente des précipitations importantes qui conjuguées à la température négative de ce mois peuvent générer une quantité de neige significative permettant l’ouverture du domaine skiable de Megève.
Des données de débits mesurées par les différentes stations de mesures hydrométriques ont
Figure F.6 – Débits mesurés pour le bassin de versant sur le Glappet (en haut) et le Planay (en
bas) de juin 2009 à juillet 2013 en m3/jour, noter une absence de mesure entre mi-septembre
2012 et décembre 2012.Source : Tenevia [2014], modifié
L’ensemble de ces données ont permis la construction du modèle hydrologique (non réalisé pendant cette thèse) représentant le milieu naturel. Ce sont les sorties du modèle hydrologique qui sont réutilisées dans ce modèle et qui entrent en interaction avec le module anthropique. Deux sorties principales du modèle hydrologique sont utilisés : les quantités de neige simulées sur le bassin versant et les débits à l’exutoire de Megève.
La figure F.7 synthétise les données climatiques utilisées pour le modèle hydrologique et
pré-sente la simulation de neige générée sur le bassin versant en fonction de ces données. Les quantités de neige naturelle simulées par le modèle hydrologique sont utilisées pour le calcul de la demande en eau de l’objet neige de culture.
Pour ce qui est des débits naturels simulés, leur utilisation dans le module anthropique a fait l’objet d’une adaptation. En effet, le modèle développé dans cette thèse est construit de manière à
pouvoir intégrer des sorties de modèles hydrologiques distribués (cf.chapitreD). Pour l’application
du modèle à Megève, les simulations hydrologiques disponibles réalisées par Tenevia pour le projet Recharge-Green représentent les débits journaliers à l’exutoire du torrent du Planay et du Glapet. Or les captages étant à l’intérieur du bassin versant, pour estimer les débits naturels à ces endroits particuliers nous avons fait l’hypothèse que les débits spécifiques calculés aux exutoires des deux bassins étaient homogènes sur l’ensemble de ces bassins. On peut certes discuter cette hypothèse mais elle semble réaliste compte tenu de la petite taille de ces bassins. En outre on notera que sous réserve d’acceptabilité de cette hypothèse, cela signifie qu’il n’est pas nécessaire de disposer de modèles hydrologiques fonctionnement à l’échelle du pixel MNT.
Figure F.7 – Évolution des température, précipitations (mesurées) et du stock de neige (simulé)
Figure F.8 – Représentation des aires drainées par captage dans le modèle
Plus concrètement, le débit à l’exutoire du bassin versant est divisé par l’aire totale du bassin
versant, fournissant un débit par m2
. Ce débit est multiplié pour chaque captage par l’aire drainée
du captage (figure F.8). On obtient ainsi le Qnat potentiellement prélevable dans le captage.
Cette valeur peut aussi être perçue comme la quantité d’eau naturelle maximale prélevable au milieu naturel à l’endroit du captage.
L’aire drainée est calculée grâce au MNT utilisé dans le module hydrologique. La précision de son estimation dépend donc de la précision du MNT. Lorsque des métadonnées sur le captage
étudié sont disponibles, comme le débit moyen, leQnat estimé à l’entrée de chaque captage est
comparé à cette donnée afin de réduire le degré d’incertitude lié à l’estimation.
Dans ce schéma le module anthropique interroge donc à chaque pas de temps le module naturel pour connaître les débits naturels au droit des captages. Par contre, si la régie des eaux virtuelle prélève de l’eau au milieu naturel, cette quantité ne se propage plus dans le réseau hydrographique à l’aval des captages. Le module anthropique informe donc en retour le module naturel qui soustrait de ces débits naturels aval les quantités d’eau prélevées à l’amont (par
exemple les captages C2 et C3 de la figureF.8). La topologie du réseau hydrographique, c’est à
dire les positions relatives des captages de l’amont vers l’aval ainsi que leur connections au réseau hydrographique naturel, est donc prise en compte.
F - II - 2 Les données anthropiques La régie des eaux
La régie des eaux est l’organe de gestion de l’eau de Megève (cf.sectionF - I - 3 ). Grâce au
partenariat entre l’Observatoire de l’Eau en Montagne et la Régie des Eaux, un certain nombre de données nous ont été transmises. Parmi elles les RPQS (Rapport Public sur la Qualité de l’eau et des Services) de 2010, 2011, 2012 et 2013. Ces rapports sont produits tous les ans par chaque service d’eau et d’assainissement pour rendre compte aux usagers du prix et de la qualité
du service rendu pour l’année écoulée3
. Ils établissent donc l’état des lieux à la fin de l’exercice. Nous avons utilisé ces documents pour déterminer les caractéristiques du réseau d’alimentation en eau et pour comparer les volumes annuels produits et consommés.
Réseau d’alimentation en eau
L’organisation du réseau distingue captages et réservoirs. Pour les captages nous disposons des métadonnées suivantes :
– localisation – débit minimum (m3 /h) – débit moyen (m3 /h) – débit maximum (m3 /h)
– puissance des pompes s’il s’agit d’un forage (m3/h)
– lieu de stockage de l’eau prélevée (i.e.
réser-voir(s) associé(s)
– informations sur la nature du captage (e.g.
captage de secours)
Pour les réservoirs, les métadonnées connues sont les suivantes :
– capacité de stockage (m3)
– la liste des captages et réservoirs sources
– informations diverses (e.g.débit des conduites à double sens)
Les RPQS font également référence aux volumes captés et aux volumes consommés pendant
l’année du rapport. Ces données se présentent sous forme de tableau où chaque distribution (i.e.
consommation) est référée en m3 (tableauF.1). Ces données seront utilisées pour comparer les
consommations et distributions modélisées par le modèle avec celles mesurées sur le terrain. Au delà des données présentes dans le RPQS, la Régie des eaux (via l’Observatoire de l’Eau en Montagne) nous a également fourni un fichier de distribution d’eau horaire provenant des deux principaux captages de la municipalité (la Radaz et le Planay) et du réservoir central (la Livraz).
Ces données en m3/h peuvent fournir une comparaison au même pas de temps horaire que le
modèle développé. Néanmoins, la régie des Eaux nous a mis en garde sur la mesure des captages
Table F.1 – Données de synthèse sur les distributions annuelles d’eau (m3) présentées dans les
Rapports Publics sur la Qualité de l’eau et des Services (RPQS) de Megève. Source :Régie des
Eaux de Megève via l’Observatoire de l’Eau en Montagne
2010 2011 2012 2013
Abonnés domestiques 499 186 605 658 545 042 543 360
Bassins de comptages et bornes de puisage 19 682 14 782 79 077 50470
Turbine 2 046 460 1 334 523 1 323 345 2 264198
Neige (prélevé AEP) 162 004 36 378 102 233 69 127
volumes techniques (estimation) 13 960 13 899 13 836 13 668
pertes (estimation) 326 851 479 007 567 793 361 066
Total distribuée 3 068 143 2 484 247 2 631 326 3 301 889
du Radaz et du Planay effectuée par des sondes peu fiables. Aussi tout comme les techniciens de la Régie des eaux, nous avons utilisé uniquement les données de distribution du réservoir de la Livraz (mesurées par un compteur) pour comparer nos résultats. Ces données sont disponibles du 01/11/2010 au 01/09/2014 au pas de temps horaire.
Des mesures de production hydroélectrique ont également été utilisées. Ces données sont
disponibles à un pas de temps de 15 min pour l’année 2011, 2012 et 2013. La figureF.9montre
que la production hydroélectrique de Megève a une variabilité intra-annuelle et inter-annuelle
forte. Ainsi en 2013, près de 2 227 000 m3ont été turbinés contre 1 325 000 m3 en 2012.
Le débit maximum de la turbine est de 600 m3d’eau par heure. Cette valeur a été utilisée pour
modéliser le fonctionnement de l’usage hydroélectricité dans GemEve ainsi qu’un seuil d’arrêt de turbinage, correspondant à 94% du remplissage du réservoir de la Livraz. Ce seuil correspond aux pratiques réalisées sur Megève. Concrètement la Régie des eaux impose l’arrêt de la turbine lorsque le réservoir principal de la Livraz est en dessous de 94% de son volume stocké maximum.
Données Touristiques
Pendant cette étude, nous n’avons pas pu obtenir de données de fréquentation touristique auprès de l’office du tourisme ou de la mairie de Megève. Cela vient en partie du fait que contraire-ment à la Suisse, les professionnels du tourisme n’ont pas d’obligations de fournir des informations sur leurs taux de remplissage. Il faut également mettre en avant le caractère souvent jugé sensible par les municipalités de ces données de fréquentation. Aussi, de nombreuses études sur la gestion
de l’eau pointent les difficultés à obtenir ce type données [ACQWA, 2013], [Bonriposi, 2013],
etc.
Seuls quelques éléments quantitatifs sont à notre disposition pour constituer une chronique mensuelle de touristes :
1. 900 000 journées skieurs ont été vendues pendant l’hiver 2006/2007 dont 40% sont des forfaits
uniquement journée [Bonino et Elaphos,2008]
Figure F.9 – Consommations (m3) de la turbine hydroélectrique de Megève pour 2011, 2012 et 2013. Le mois de décembre 2013 est incomplet (arrêté au 10 décembre 2013) et n’est donc pas pris en compte dans la moyenne (en rouge).
les 45 500 à 48 000 lits touristiques (selon les sources) sont occupés toute la semaine 3. Megève est une station touristique dont 40% de la fréquentation touristique s’effectue en été
[Bonino et Elaphos,2008]
4. Le volume annuel d’eau délivré pour les abonnés domestiques par la régie des eaux est de 550
000 m3 en moyenne sur les quatre années disponibles (RPQS 2010, 2011, 2012 et 2013 cf.
tableauF.1). En retirant la consommation des 3516 habitants annuels et des 650 bovins, on
obtient environ 330 000 m3 d’eau distribuée pour l’AEP touristique en un an. Considérant la
consommation d’une personne à 150L/j une estimation d’environ 2 200 000 touristes par an de Megève est effectuée.
Fort de ces informations annuelles, nous avons ventilé les nuitées touristiques autour des se-maines de vacances académiques considérant qu’elles constituent le noyau des fréquentations sai-sonnières et nous nous sommes attachés à respecter au mieux les conditions présentées ci-dessus. Les résultats de cette reconstruction empirique de la fréquentation touristique sont présentés dans
la figureF.10 et les principaux éléments clés dans le tableauF.2.
L’analyse des valeurs clés du tableauF.2et la comparaison de l’allure de la chronique de
tou-ristes reconstituée avec les données de l’INSEE sur la fréquentation touristique des hébergements
collectifs en Rhône-Alpes4
et du profil de l’emploi saisonnier touristique dans les Alpes5
(figure
F.11). attestent de la cohérence de la reconstitution de la courbe par rapport à la réalité de la
4. www.insee.fr/fr/themes/document.asp ?reg_id=7&ref_id=19695 &page=six_pages/6p_n150/6pages_n150_pages2.htm dernier accès le 21 mars 2015
Figure F.10 – Reconstitution d’une chronique touristique typique d’une station de sport d’hiver de moyenne montagne à partir d’éléments annuels et des semaines de vacances académiques françaises (2012) ; en haut : nombre de nuitées touristiques mensuelles, au centre : nombre de nuitées touristiques par semaine (semaines de vacances académiques en rouge), en bas : nombre de nuitées touristiques par jour.
Table F.2 – Valeurs clés de la reconstruction de la chronique de touristes pour GemEve
Nombre de nuitées touristiques annuelle 2 230 000
Nombre de nuitée maximale pour une journée 47 000
Fréquentation touristique hiver (décembre, janvier, février, mars, avril ) 61%
Fréquentation touristique été (juin, juillet, août, septembre) 36%
Fréquentation touristique hors saison (mai, octobre, novembre) 3%
(a) (b)
Figure F.11 – Éléments de comparaison pour la validation de la reconstitution de la chronique touristique ; (a) profil saisonnier de l’emploi salarié touristique par type d’espace touristique en 2009 (b) nombre de nuitées dans les hébergements collectifs en Rhône- Alpes (courbe orange)
par mois pour 2010 (en millier de nuitées).Source :www.insee.fr
fréquentation touristique observée sur le terrain avec un pic de fréquentation pendant les mois d’hiver (décembre, janvier, février, mars) et les mois d’été (juin,juillet août). Ainsi nous utilise-rons la chronique des touristes reconstituée présentée ici comme donnée d’entrée pour la mise en œuvre du modèle développé.
Remontées mécaniques
De manière similaire à la collaboration avec la Régie des eaux une collaboration avec la SEM de Megève a permi le transfert de plusieurs données.
Mensuellement et depuis 2011, l’ensemble des volumes d’eau utilisés pour faire de la neige
de culture sur le domaine de Rochebrune a été fourni. Les volumes d’eau prélevés (en m3
), leur répartition par massif (distinguée en 2 zones : Rochebrune et Côte 2000) ainsi que leur provenance (captage, ruisseau de fontaine ou trop-plein de l’eau potable ) sont renseignés.
Un entretien réalisé avec les gérants de la SEM de Megève en juin 2014 a également permis de recueillir les informations nécessaires quant aux pratiques de l’enneigement artificiel à Me-gève (température seuil à partir de laquelle les enneigeurs se déclenchent, débit maximum des enneigeurs, etc.).